Partícula (física) para niños
Una partícula es como un objeto muy, muy pequeño al que podemos asignarle características como su tamaño o su peso. Estas partículas pueden ser de muchos tamaños diferentes, desde las más diminutas que existen, como los electrones dentro de los átomos, hasta otras que podemos ver, como los granos de arena o el polvo.
Los científicos usan el concepto de partícula para entender y explicar cómo se mueven las cosas, incluso objetos muy grandes. Por ejemplo, pueden usarlo para estudiar cómo se mueven las personas en una multitud o cómo se mueven las estrellas en el cielo. La palabra "partícula" es muy general y su significado exacto depende de la rama de la ciencia que la esté usando.
Contenido
¿Por qué son útiles las partículas en la ciencia?
El concepto de partícula es muy útil en la ciencia porque nos ayuda a simplificar problemas complejos. Imagina que quieres calcular dónde caerá una pelota de béisbol que lanzas al aire y a qué velocidad. Para hacerlo más fácil, los científicos pueden imaginar la pelota como una "partícula puntual". Esto significa que, para el cálculo, ignoran su forma, si gira o no, o la resistencia del aire. Así, el problema se vuelve más sencillo de resolver.
¿Qué tan grandes son las partículas?
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Las partículas se clasifican a menudo en tres grupos según su tamaño:
Partículas macroscópicas
Son las partículas que son mucho más grandes que los átomos o las moléculas. Aunque tienen volumen y forma, a menudo se tratan como si fueran solo un punto para simplificar los cálculos. Ejemplos de estas partículas son la pólvora, el polvo, la arena, o incluso objetos tan grandes como las estrellas dentro de una galaxia.
Partículas microscópicas
Estas partículas tienen un tamaño que va desde los átomos hasta las moléculas. Algunos ejemplos son el dióxido de carbono, las nanopartículas (que son muy, muy pequeñas, pero más grandes que los átomos) o los coloides. La Química y la física atómica estudian este tipo de partículas.
Partículas subatómicas
Son las partículas más pequeñas que existen, incluso más pequeñas que los átomos. Incluyen las partes que forman un átomo, como los protones, neutrones y electrones. También hay otros tipos de partículas subatómicas que solo se pueden crear en laboratorios especiales llamados aceleradores de partículas o que provienen de los rayos cósmicos. La física de partículas se encarga de estudiarlas.
Debido a su tamaño extremadamente pequeño, el estudio de las partículas microscópicas y subatómicas se realiza con una rama de la física llamada Mecánica cuántica. En este nivel, las partículas pueden comportarse a veces como ondas y a veces como partículas, un concepto llamado dualidad onda corpúsculo.
¿De qué están hechas las partículas?
Las partículas también se pueden clasificar según lo que las compone:
Partículas compuestas
Son aquellas que están formadas por otras partículas más pequeñas. Por ejemplo, un átomo de carbono-14 está hecho de seis protones, ocho neutrones y seis electrones.
Partículas elementales
También se les llama partículas fundamentales. Son aquellas que, hasta donde sabemos, no están formadas por otras partículas más pequeñas. Según el Modelo estándar de la física de partículas, solo hay unas pocas, como los leptones, los quarks y los gluones. Aunque las partículas compuestas a menudo se tratan como puntos, las partículas elementales son realmente como puntos sin tamaño.
¿Son todas las partículas estables?
Algunas partículas, tanto elementales (como los muones) como compuestas (como los núcleos de uranio), pueden "desintegrarse" o transformarse en otras partículas. Las que no se desintegran se llaman partículas estables, como el electrón o un núcleo atómico de helio-4. Algunas partículas estables pueden durar para siempre, mientras que otras duran tanto tiempo que es muy difícil verlas desintegrarse. Generalmente, una partícula se desintegra de un estado de alta energía a uno de menor energía, liberando alguna forma de radiación, como la emisión de fotones (partículas de luz).
Simulaciones de N-cuerpos
En la física computacional, las "simulaciones de N-cuerpos" son programas de computadora que simulan cómo se mueven muchos objetos (o partículas) bajo la influencia de ciertas fuerzas, como la gravedad. Estas simulaciones son muy comunes en el estudio del universo y en la dinámica de fluidos computacional (cómo se mueven los líquidos y gases).
La "N" en "N-cuerpos" se refiere al número de partículas que se están considerando. Como simular muchas partículas requiere mucha potencia de computadora, a menudo se usan menos partículas de las que hay en la realidad, y los programas se optimizan para que funcionen más rápido.
¿Cómo se distribuyen las partículas?
Las partículas coloidales son las que forman un coloide. Un coloide es una sustancia donde partículas muy pequeñas están dispersas de manera uniforme en otra sustancia. Este sistema puede ser sólido, líquido o gaseoso. Las partículas en un coloide suelen tener un diámetro de entre 5 y 200 nanómetros. Si son más pequeñas, forman una solución verdadera, no un coloide.
Las partículas también pueden estar suspendidas en el aire, formando lo que se conoce como materia particulada atmosférica, que puede ser parte de la contaminación atmosférica. Las partículas más grandes pueden formar basura marina en los océanos o basura espacial en el espacio. Cuando muchas partículas sólidas macroscópicas se juntan, se les llama material granular.
Véase también
En inglés: Particle Facts for Kids
